Schnitt durch sechs Standardzellen eines TFT-Displays
nach Artikel LCD-Technologie in PC Professionell 2'99
Auf dem Markt der Flachbildschirme haben sich TFT-Panels etabliert. Diese Bildschirme besitzen ein hohes Kontrastverhältnis und akzeptable Reaktionszeiten.
TFT-Bildschirme gehören zur Kategorie der Flüssigkristall-Displays (LCDs). Im Gegensatz zu Plasma-Displays, deren Zellen das Licht aussenden, kommt bei der TFT-Technologie eine Hintergrundbeleuchtung (Backlight) zum Einsatz. Die einzelnen Bildpunkte auf dem Panel sind von Dünnfilm-Transistoren (Thin Film Transistors, kurz TFTs) gesteuert, die das Licht über Farbfilter für Rot, Grün und Blau durchlassen oder nicht.
Schnitt durch sechs Standardzellen eines TFT-Displays
Das Bild zeigt den Schnitt durch sechs Pixelzellen. Der wichtigste Bestandteil sind die Flüssigkristall-Moleküle, die sich zwischen vertikalen und horizontalen Polarisationsfiltern befinden. Darunter ist jeweils eine sogenannte Alignment- Schicht angebracht. Wenn an dieser keine Spannung anliegt, wird das Licht zwischen den beiden Polarisationsfiltern absorbiert. Liefert hingegen der Dünnfilm-Transistor eine Spannung, richten sich die Kristalle aus. Das Licht aus dem Hintergrund dringt dann durch die Zelle, abhängig vom Grad der Drehung. Bei einer Drehung von 90 Grad leuchtet die Zelle mit voller Intensität, bei 0 Grad (keine Spannung) bleibt sie dunkel.
Jede einzelne Zelle besitzt zusätzlich einen Farbfilter. Zum Einsatz kommen dafür die Farben rot, grün und blau. Ohne Farbfilter wäre hingegen nur eine Schwarzweiß-Darstellung möglich.
Auf einem Flachbildschirm ist die Anzahl der angesteuerten Pixel dreimal so hoch wie angegebene Auflösung. Bei einem 15-Zoll-Display sind das circa 2,4 Millionen (entspricht 1024 x 768 x 3 Pixel).
Fast jeder Flachbildschirm besitzt eine bestimmte Anzahl von Pixelfehlern. Diese entstehen während des Fertigungsprozesses. Ursache sind dann defekte Steuertransistoren oder Zellen. Im Rahmen der Garantie tauschen Hersteller einen Monitor aus, wenn eine bestimmte Zahl von Pixelfehlern sichtbar ist. Jeder Hersteller hat dafür eine eigene Spezifikation.
Äußerst selten sind durchgebrannte Treibertransistoren in der Endstufe der Steuermatrix. Dies macht sich durch Totalausfälle in ganzen Reihen oder Spalten bemerkbar.
Bei TFT-Displays muß das Licht erst Polarisationsfilter passieren. Das dadurch gebündelte Licht kann sich nicht nach allen Seiten ausbreiten. Im Vergleich zu einem Röhrenmonitor führt dies zu einem eingeschränkten Blickwinkel.
Durch Anlegen einer Spannung drehen sich die Flüssigkristalle, und das Licht kann hindurchtreten.
Die meisten Hersteller definieren den Blickwinkel über das Kontrastverhältnis 10:1. Im Klartext: Der maximale Blickwinkel ist erreicht, wenn sich die Helligkeit auf ein Zehntel reduziert. TFT-Bildschirme haben die Eigenschaft, daß der horizontale Blickwinkel immer größer als der vertikale ist.
In puncto Bildqualität brauchen sich Flachbildschirme nicht mehr hinter herkömmlichen Röhrenmonitoren (CRTs) zu verstecken, im Gegenteil: In puncto Schärfe und Brillanz sind sie den herkömmlichen Displays haushoch überlegen. Die haben immer noch Probleme mit Konvergenz (Schatten), Kissenverzeichnungen (krumme Linien) und Linearität. Als einziger Schwachpunkt gilt der eingeschränkte Blickwinkel von TFTs, aber auch auf diesem Gebiet hat sich im letzten Jahr viel getan: Die meisten Hersteller verbauen mittlerweile deutlich verbesserte Panels, deren Abstrahlcharakteristik fast schon der von Standardmonitoren entspricht.
Aus ergonomischen Gesichtspunkten bieten TFTs viele Vorteile: Zum einen emittieren sie weitaus weniger elektromagnetische Strahlung als Röhrenmonitore. Andererseits sind sie praktisch flimmerfrei - ein entscheidendes Kriterium für ermüdungsfreies Arbeiten.
Verwirrung stiften allerdings die Größenangaben für die Diagonale: Bei Flachbildschirmen entspricht der sichtbare Bereich uneingeschränkt der Fläche des Panels. Auf einem 15-Zoll-TFT stehen somit tatsächlich in der Diagonalen 38,1 Zentimeter für das Bild zur Verfügung. Nicht so bei den CRTs: Hier wird der äußere Rand vom Gehäuse verdeckt. Auf einem 17-Zöller sind daher im Durchschnitt etwas mehr als 40 Zentimeter (15,9 Zoll) für das Bild nutzbar.
15-Zoll-TFTs lassen sich aus diesen Gründen am ehesten mit 17-Zoll-Röhrenmonitoren vergleichen. Zudem liegt bei beiden die typische Auflösung bei 1024 x 768 Bildpunkten.
Prinzipiell ist die Bedienung eines TFT-Displays einfacher als die eines Röhrenmonitors, denn die meisten Geometriefunktionen wie Größe, Kissenverzeichnung oder Trapez entfallen. Bei analogen TFTs finden sich die zusätzlichen Funktionen Clock und Phase. Diese dienen dazu, die Digitalisierungselektronik des Flachbildschirms optimal auf die analogen Signale der jeweiligen PC-Grafikkarte abzustimmen.
